CN103215097A - 一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法。所要解决的技术问题是提供的方法应具有工艺流程简单、操作方便安全以及减少环境污染的特点，并且制得的燃料燃烧值高、可替代燃煤。技术方案是：一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，依次包括以下步骤：1）先在污泥中加入0.5～2重量份的酸，搅拌均匀；2）接着添加8～12重量份的煤化剂和3～5重量份的减水剂、0.1～0.5重量份的生物质酶，搅拌均匀；3）陈化、熟化至少24小时后造粒即成。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质燃料的制作方法，尤其是采用造纸污泥及生活污泥生产燃料的方法。
背景技术
造纸污泥是造纸厂废水在生化处理处理过程中的初沉池和二沉池中得到的混合污泥；生活污泥是城市污水处理厂沉淀的污泥。伴随着经济建设的发展和城镇化的大趋势，造纸污泥和生活污泥的产出量日趋增加。
上述污泥的传统处理方法主要是焚烧和填埋。然而，填埋不仅占用宝贵的土地资源，而且会对土壤、地下水和空气造成污染；焚烧则需要较大的投资和运行成本，也会污染空气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用造纸污泥和生活污泥制作生物质燃料的方法；该方法应具有工艺流程简单、操作方便安全以及减少环境污染的特点，并且制得的燃料燃烧值高、可替代燃煤。
本发明提供的技术方案是：
一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，依次包括以下步骤：
1）先在污泥中加入0.5～2重量份的酸，搅拌均匀；
2）接着添加8～12重量份的煤化剂和3～5重量份的减水剂、0.1～0.5重量份的生物质酶，搅拌均匀；
3）陈化、熟化至少24小时后造粒即成。
所述酸为乙酸或稀盐酸。
所述减水剂为木质素黄酸钠或氯化钙。
所述生物质酶为纤维素酶或淀粉酶。
所述煤化剂包括以下成分及相应重量份：
聚乙烯5～15、聚丙烯0.3～0.5、煤焦油3～5、活性剂2～5、稳定剂8～15、氧化铁5～15以及废胶料65～75；所述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
所述活性剂为烷基苯磺酸钠或十二烷基苯聚氧乙烯醚。
所述稳定剂为氯化钠或碳酸钠。
所述废胶料为废橡胶或废塑料。
所述煤化剂的制法是:
将胶料投入搅拌机中，加热至140-160℃，加入煤焦油，保持温度大于160℃，加入活化剂；20-30min后加入聚乙烯搅拌，20-30min后升温至大于180℃再加入聚丙烯，搅拌20-30min后，将温度降至小于25℃，再加入稳定剂及氧化铁，搅拌20-30min后得产物。
所述造粒是利用平模成型机挤压而成。
本发明的有益效果是：
（1）实现了污泥的减量化、材料化和能源化，达到废物零排放的目标。
（2）制备的生物质燃料燃烧值高，且硫含量低，可作为工业锅炉的主要燃料，替代燃煤的效果好，具有较高的经济价值，同时也解决了环境污染。
（3）生物燃料燃烧后的废渣可用作有机肥及耐火砖的原料，从而做到了循环使用，减少了废弃物的产生，真正达到了节能减排的目的。
（4）原料来源丰富，工艺流程简单、操作方便、生产过程操作安全；既减少了污泥的二次污染，又解决了社会的一大难题，并且投资回报率高。
该燃料用途广泛，既可用于电厂发电、生物气化，又可用于酒店、宾馆、学校、医院、工厂等锅炉烧水，空调取暖、蒸汽等。
如建一条生产1万吨生物质燃料的生产线，可减少污泥4万吨，减少废弃物带来的环境污染，每年节约标准煤约2万吨，减少二氧化碳排放5万吨。
具体实施方式
本发明提供的方法，是先在污泥加入一定量的酸（如乙酸、浓度为10-30%稀盐酸），分解其中一部分对热值有影响的物质（如碱性碳酸钙、氢氧化合物等）；然后将预处理过的污泥输送到搅拌脱水机中，再添加一定量的煤化剂和一定量的助剂--减水剂(如木质素黄酸钠、氯化钙)、生物质酶（纤维素酶、淀粉酶）；搅拌均匀，陈化、熟化24小时后，利用平模成型机（或称平模颗粒成型机；可直接外购）进行挤压而成。原料的密度一般为130千克/立方米左右，成型后的颗粒密度大于1100千克/立方米；因而输送、储存极方便，同时，其燃料性能大为改善。
实施例1
先在污泥中加入2重量份的稀盐酸（浓度为10%），搅拌均匀；接着添加8～12重量份的煤化剂和3重量份的氯化钙、0.2重量份的淀粉酶，搅拌均匀；陈化、熟化26小时后造粒即成。
其中煤化剂的制作工艺是：将65重量份的废橡胶投入搅拌机中，加热至140℃，加入3重量份的煤焦油，保持温度165℃，加入2.5重量份的烷基苯磺酸钠；20min后加入5重量份的聚乙烯搅拌，25min后升温至182℃再加入0.3重量份的聚丙烯，搅拌20min后，将温度降至小于24℃，再加入8重量份的氯化钠及5重量份的氧化铁，搅拌20min后得产物。
上述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
实施例2
先在污泥中加入0.5重量份的乙酸，搅拌均匀；接着添加8重量份的煤化剂和4重量份的木质素黄酸钠、0.1重量份的纤维素酶，搅拌均匀；陈化、熟化24小时后造粒即成。
其中煤化剂的制作工艺是：将75重量份的废塑料投入搅拌机中，加热至160℃，加入5重量份的煤焦油，保持温度170℃，加入5重量份的十二烷基苯聚氧乙烯醚；30min后加入15重量份的聚乙烯搅拌，30min后升温190℃再加入0.5重量份的聚丙烯，搅拌30min后，将温度降至小于22℃，再加入15重量份的碳酸钠及15重量份的氧化铁，搅拌30min后得产物。
上述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
实施例3
先在污泥中加入1重量份的乙酸，搅拌均匀；接着添加10重量份的煤化剂和5重量份的木质素黄酸钠、0.1重量份的纤维素酶，搅拌均匀；陈化、熟化28小时后造粒即成。
其中煤化剂的制作工艺是：将70重量份的废橡胶投入搅拌机中，加热至150℃，加入4重量份的煤焦油，保持温度大于160℃，加入2重量份的烷基苯磺酸钠；25min后加入10重量份的聚乙烯搅拌，25min后升温至186℃再加入0.4重量份的聚丙烯，降低搅拌速度24min后，将温度降至小于24℃，再加入11重量份的氯化钠及6重量份的氧化铁，搅拌26min后得产物。
上述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
实施例4
先在污泥中加入1.5重量份的稀盐酸（浓度为20%），搅拌均匀；接着添加12重量份的煤化剂和3重量份的木质素黄酸钠、0.4重量份的淀粉酶，搅拌均匀；陈化、熟化30小时后造粒即成。
其中煤化剂的制作工艺是：将68重量份的废塑料投入搅拌机中，加热至152℃，加入4.5重量份的煤焦油，保持温度162℃，加入3.5重量份的十二烷基苯聚氧乙烯醚；23min后加入6.5重量份的聚乙烯搅拌，27min后升温189℃再加入0.35重量份的聚丙烯，降低搅拌速度27min后，将温度降至21℃，再加入9重量份的碳酸钠及1重量份的氧化铁，搅拌22min后得产物。
上述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
质量标准
| 序号 | 技术指标 | 单位 | 内控标准 |
| 1 | 外观 | 呈棕褐色圆柱型φ6～8mm | |
| 2 | 密度＞ | t/立方米 | 1.1 |
| 3 | 水分≤ | ％ | 10～15 |
| 4 | 热值 | Kcal/kg | 2500～3200 |
| 5 | 燃烧率≥ | ％ | 95 |
| 6 | 含硫量≤ | ％ | 0.2 |
| 7 | 焦结特性 | ② |
Claims (10)
1.一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，依次包括以下步骤：
1）先在污泥中加入0.5～2重量份的酸，搅拌均匀；
2）接着添加8～12重量份的煤化剂和3～5重量份的减水剂、0.1～0.5重量份的生物质酶，搅拌均匀；
3）陈化、熟化至少24小时后造粒即成。
2.根据权利要求1所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述酸为乙酸或稀盐酸。
3.根据权利要求2所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述减水剂为木质素黄酸钠或氯化钙。
4.根据权利要求3所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述生物质酶为纤维素酶或淀粉酶。
5.根据权利要求4所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述煤化剂包括以下成分及相应重量份：
聚乙烯5～15、聚丙烯0.3～0.5、煤焦油3～5、活性剂2～5、稳定剂8～15、氧化铁5～15以及废胶料65～75；所述聚乙烯、聚丙烯以及废胶料均为小于3mm的颗粒料。
6.根据权利要求5所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述活性剂为烷基苯磺酸钠或十二烷基苯聚氧乙烯醚。
7.根据权利要求6所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述稳定剂为氯化钠或碳酸钠。
8.根据权利要求7所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述废胶料为废橡胶或废塑料。
9.根据权利要求8所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述煤化剂的制法是:
将胶料投入搅拌机中，加热至140-160℃，加入煤焦油，保持温度大于160℃，加入活化剂；20-30min后加入聚乙烯搅拌，20-30min后升温至大于180℃再加入聚丙烯，搅拌20-30min后，将温度降至小于25℃，再加入稳定剂及氧化铁，搅拌20-30min后得产物。
10.根据权利要求9所述的一种利用造纸污泥及生活污泥生产生物质燃料的方法，其特征在于：所述造粒是利用平模成型机挤压而成。
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